两段式煤气发生炉的气化用煤要求浅析---巩义市健生新技术开发有限公司

本公司专业生产煤气发生炉,是机械设备制造的老厂,具备机械冶金设备制造的实力。近年来市场在调控疲软的情况下,为求发展,在选项上,广泛的研究国内外市场动态,结合本公司的技术实力,引进先进技术,扬长避短,立足本地。经过两年来的实际实践和攻关实验,现己开发出JS—II型煤气发生炉。JS—II型煤气发生炉以空气和水蒸气为气化剂,生产混合煤气的先进设备。适合气化弱粘性的贫煤、无烟煤、烟煤、焦碳等燃料。广泛应用于机械、冶金、化工、建材、耐火、陶瓷、轻工、食品等行业的加热炉窑。JS—II型煤气发生炉是将固体燃料〔煤或焦炭〉在气化介质〔空气、水蒸气〕的作用下,通过一系列的化学反应而生成可燃性气体为混合形式,一般包括CO.H2.CH4等〔混合煤气人称热脏煤气或热煤气〕。生成的煤气经过初级除尘由输送管道向用气热工炉喷嘴喷发燃烧,同时由二次供风系统补给燃烧所需氧气,使混合煤气得以充分燃烧〔若采用换热器等装置给二次风预热,热效率可高达85%左右〕,达到热工炉的供热需求,同时,煤气燃烧产生的火焰具有柔软性和无过氧性燃烧,故可以对热工炉的加热工件起着保护作用,在加热工艺上得到较大程度的改进。节能效果:燃煤、燃油的工业窑炉,首先烟气排放是一个“老大难”的问题,燃油、燃煤所产生的黑烟损耗大量的热能而又无法回收。老式工业窑炉尾部需加一套造价极高的除坐设备,不但浪费了大量的资金,同时增加了工业炉的运行成本,水、电、煤被无辜地浪费掉。而煤气发生炉集环境节能等显著效果于一身,是燃煤、燃油窑炉和更新换代产品,对一般燃煤来说,煤气发生器的节能效果在20～35%左右,设备投产后12～20个月可收回投资成本,对燃油的工业炉节能效果更加明显,一般在40～60%,8～12个月可收回成本。本公司的煤气发生炉的炉篦设计具有气流强制布风器,使进气大开口对着炉篦各层面的出风口,使风量得到有效控制,又能合理控制蒸气的分布,并且炉篦中下部的气流速度得到提高。增大了生产能力和制气效率,有效地降低灰渣中的残碳。其优点是:吹风、制气布风均匀,吹风阻力小,可提高单炉的生产能力，边风足,灰渣含碳量小,降低消耗明显。

公告

煤气发生炉产品分类

联系我们

巩义市健生新科技开发有限公司联系方式

	厂址：	河南省巩义市芝田开发区
	邮编：	451200
	电话：	(0371)64135879 64108585
	传真：	0371-64108366
	手机：	13838588466
	联系人：
	网址：	www.gychuangwei.com

行业知识

两段式煤气发生炉的气化用煤要求浅析

关键词：两段式煤气发生炉气化煤炭粒度煤质粘结性灰熔点
挥发分热稳定性水分机械强度
         前言：煤气发生炉作为将煤炭由固态能源转化为气态、洁净能源的主要设备，气化煤种的选择至关重要，直接关系到其整体气化效果。两段式煤气发生炉适宜气化不粘煤、弱粘煤、长烟煤等烟煤，也可以气化质量较好的褐煤，相对一段炉而言两段炉选用煤种范围较宽，但是对气化用煤的具体指标要求较严格。
         1、煤炭粒度
         任何一种类型的固定床气化装置，都要求入炉煤的粒度均一，满足炉内流体力学和传热传质的需要。两段炉之所以对煤的粒度要求严格，是因为在炉内干馏段和气化段中的料层总高度约为6-8米，如果煤的粒度悬殊，一方面会减少床层内的间隙度、增加炉内阻力，导致气化强度下降，煤气产量降低,灰渣含炭量也会随之增加；另一方面无法保证煤得到均匀、充分干馏，影响了两段式煤气发生炉的气化效果。
         在两段炉运行操作过程当中，用户往往只看重炉体结构是否完善、设备运行状态是否正常，却对气化用煤粒度情况重视不够，恰恰是这一点会直接影响到两段式煤气站的气化效果。有的煤气站入炉煤粒度甚至大于100mm，导致其运行效果很差。有资料显示：当入炉块煤中粒度小于10mm的大于20%时，两段炉的气化效率将会下降25%。
         分析国内外的成功经验，结合我国的实际情况，两段炉入炉块煤的粒度要求最好控制在以下范围：
         粒级范围：15～30mm；20～40mm；25～50mm；30～60mm
         粒度组成：
                           ＞60mm 应＜5%
                           60～40mm 为10%
                           40～20mm 为70%
                           20～15mm 为10%
                           ＜15mm 应＜5%
         2、煤质要求
          两段炉对入炉煤的粘结性、灰熔点、挥发分、热稳定性和水分等都有相应的要求。
         （1）粘结性
         煤的粘结性是决定该煤是否可以在两段炉内气化使用的非常重要的指标，原因在与：在干馏段内煤料受热将出现膨胀与粘结的现象，如果其粘结性较强，则会在此粘连而聚成大团块或煤饼，破坏上升载热气体的均匀分布、影响干馏效果，而且还会阻碍、甚至堵塞料层均匀下移，导致整个炉内的气化过程恶化。
         反应煤在受热状态下的粘结性与膨胀性检测项目有：自由膨胀序数（CSN）、胶质层厚度（Y）值、罗加指数及煤工业分析中的焦渣特征（1-8）等。
         经验表明，入炉煤的粘结性，最好按表1中推荐的指标选用。
         表1 两段炉对煤的粘结性要求

项目	推荐指标
自由膨胀序数（CSN）	＜2
罗加指数（R.I），%	＜20
胶质层厚度（Y值，mm）	＜10
焦渣特征（1-8）	＜3

         煤的灰熔点是煤灰熔融特性指标，常用煤灰的软化温度ST来表示，灰熔点是判断煤在炉内气化过程中是否结渣的重要参数。单段炉通常要求ST＞1250℃；两段炉气化用煤的灰熔点应再高一些，这是从全炉的操作温度分布考虑的。为满足干馏段最适宜的反应温度450～600℃，从气化段上升的气流温度应在600～700℃之间，相应地、燃烧层温度将会比单段炉高一些。例如：所选用原料煤的ST＞1300℃，气化过程中即可以满足炉内各层次反应热量需求又不会有溶渣或挂渣现象。
         （3）挥发分
         两段式炉体结构可降低煤气的携尘量；在干馏段内，煤中的挥发分转变为小分子烃类而析出，集中回收或提高煤气热值。所以我们希望煤中的挥发分含量相应较高，突出体现上述优越性。一般来说，煤中的干燥无灰基挥发分含量，以不低于25%为宜，而〈固定碳/挥发分〉应大于1。
         （4）热稳定性
         对固定床气化炉来说，煤的热稳定性是影响正常气化操作的重要因素。如果煤的热稳定性较差，煤炭入炉后就会因受热而产生崩裂、破碎，这样一来就会提高炉内阻力和增加带出物的数量。在单段煤气炉中，煤入炉后骤然遇高温而迅速热分解，煤中的挥发分急速析出，会使煤块爆裂粉碎；两段炉结构干馏段高而且料层厚，入炉后的煤块是缓慢受热升温的，煤中水分和挥发分析出速度也相应较慢，不会对煤层造成太大的冲击，因此，两段炉对煤的热稳定性要求可适当放宽。例如：热稳定性较差的褐煤，也可以用于两段炉进行气化。
         （5）水分
         煤的水分含量高，对气化操作是很不利的，不仅蒸发其中的水分需要消耗一定的热量，使煤气热值降低，而且在贮运上和操作上会带来很大不便，尤其在冬季。统计表明，两段炉上段煤气热值会随着气化煤中的水分增加而明显下降，十分敏感。
         国外资料报道，两段炉入炉煤中水分最高应控制在15～25%的范围，高于此值的煤需先进行干燥处理方可使用。美国的FW-Stoic两段炉，规定入炉煤中含水量为12～15%；英国的W·I两段炉要求入炉煤中的含水量＜15%；也有报道入炉煤中的含水量＜6%为最适宜。根据我国的实际情况，入炉煤中的含水量以控制在＜15%为宜。
         两段炉气化用煤的含水量的多少也会影响干馏段的高度设计。水分含量高，干馏段则高，反之则低。
为了控制入炉煤的含水量，两段炉煤气站应设置煤棚，尤其是在多雨的南方地区更为重要，否则，湿煤进入振动筛之后，煤粉会堵塞筛网，降低筛分效果，很难保证入炉煤的粒度要求，进而影响气化效果。
         值得注意的是，某些水分是造成煤热稳定性不良的主导因素之一，特别是内在水分中的结合水容易突然析出产生汽化，从而导致煤块崩裂。在两段炉内，由于设置较高的干馏段，煤料的受热速度缓慢，煤中的水分徐徐挥发析出，能够造成良好的干燥效果，即可使煤的热稳定性得以改善。因此，两段炉对煤中水分的要求可适当放宽一些，例如含水量偏高的褐煤也能用于两段炉气化。
         （6）机械强度
         两段炉内的煤层较厚，一般都在6米以上，煤在炉内下移过程中，会产生挤压与磨擦。因此，要求两段炉用煤比单段炉用煤更应具有较高的抗碎、落下和耐磨强度。
         综上所述，入炉煤的煤质对两段炉的正常气化有着至关重要的影响。常压固定床煤气发生炉用煤质量标准（GB9143-88），见表2；两段煤气发生炉气化煤种的技术指标（GB50195-94），见表3。以供读者参考。

项目	技术要求	试验方法
粒度分级	烟煤：13－25，25－50，50－100mm 无烟煤：6－13，13－25；25－50mm	GB189
块煤限下率	50－100mm，粒度级≤15%， 25－50mm，粒度级≤18%， 25－80mm，粒度级≤18%。	MTI
含矸率	一级＜2.0%；二级2.0%－3.0%。	MTI
灰分Aar	一级≤18.0%，二级＞18－24%	GB212
全硫St,ar	≤2%	GB214
煤灰软化温度（ST）	灰分（干基）≤18%时，ST≥1150℃；灰分（干基）＞18%时，ST≥1250℃。	GB219
热稳定性（TS+6）	＞60%	BG1573
抗碎强度（＞25mm）	＞60%	GB7561
胶质层厚度（Y）	发生炉无搅拌装置时，Y＜12mm，发生炉有搅拌装置时，Y＜16mm	GB497
发热量 Qnet.v,ar	无烟煤＞23MJ/kg（＞5500Kcal/kg），烟煤＞21MJ/kg（＞5000Kcal/kg）。	GB213

表3 两段煤气发生炉气化煤种的技术指标（GB50195-94）

项目	技术指标
粒度（mm）	20－40；25－50；30－60
最大粒度与最大粒度之比	≤2
块煤限下率（%）	≤10
含矸率（%）	≤2
干基挥发分Vd（%）	≥20
干基灰分Ad（%）	≤18
干基硫分Std（%）	≤2
灰熔融性软化温度ST（℃）	≥1250℃
热稳定性TS+6（%）	＞60
抗碎强度（＞25mm），%	＞60
罗加指数R·I	≤20
自由膨胀序数CSN	≤2

巩义市健生新技术开发有限公司
地址:河南省巩义市芝田开发区电话:(0371)64135879 64108585 传真：0371-64108366